教材5-專題篇課件

專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)教材專題篇第一章總述本專題篇是根據(jù)大家在學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)、重點(diǎn)做專項(xiàng)的說(shuō)明，希望大家可以不斷提出問(wèn)題，豐富本專題片內(nèi)容，也為大家提供一個(gè)相互交流，解答疑難的平臺(tái)，本專題篇不僅限于理論知識(shí)，任何實(shí)際操作方面的討論也將列入本篇，以方便大家更深入了解我公司產(chǎn)品。第二篇防護(hù)等級(jí)

IP表示IngressProtection（進(jìn)入防護(hù)）.IECIP防護(hù)等級(jí)是電氣設(shè)備安全防護(hù)的重要.IP等防護(hù)級(jí)系統(tǒng)提供了一個(gè)以電器設(shè)備和包裝的防塵、防水和防碰撞程度來(lái)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分類的方法，防護(hù)等級(jí)多以IP后跟隨兩個(gè)數(shù)字來(lái)表述，數(shù)字用來(lái)明確防護(hù)的等級(jí)。第一個(gè)數(shù)字表明設(shè)備抗微塵的范圍，或者是人們?cè)诿芊猸h(huán)境中免受危害的程度。I代表防止固體異物進(jìn)入的等級(jí)，最高級(jí)別是6；第二個(gè)安字表明設(shè)備防水的程度。P代表防止進(jìn)水的等級(jí)，最高級(jí)別是8。第一個(gè)標(biāo)示特性號(hào)碼（數(shù)字）所指的防護(hù)程度0沒(méi)有防護(hù)對(duì)外界的人或物無(wú)特殊防護(hù)。1防止大于50mm的固體物體侵入防止人體（如手掌）因意外而接觸到電器內(nèi)部的零件。防止較大尺寸（直徑大于50mm）的外物侵入。2防止大于12mm的固體物體侵入防止人的手指接觸到電器內(nèi)部的零件防止中等尺寸（直徑大12mm）的外物侵入。3防止大于2.5mm的固體物體侵入防止直徑或厚度大于2.5mm的工具、電線或類似的細(xì)節(jié)小外物侵入而接觸到電器內(nèi)部的零件。4防止大于1.0mm的固體物體侵入防止直徑或厚度大于1.0mm的工具、電線或類似的細(xì)節(jié)小外物侵入而接觸到電器內(nèi)部的零件。5防塵完全防止外物侵入，雖不能完全防止灰塵進(jìn)入，但侵入的灰塵量并不會(huì)影響電器的正常工作。6防塵完全防止外物侵入，且可完全防止灰塵進(jìn)入。第二個(gè)標(biāo)示特性號(hào)碼（數(shù)字）所指的防護(hù)程度0沒(méi)有防護(hù)沒(méi)有防護(hù)。1防止滴水侵入垂直滴下的水滴（如凝結(jié)水）對(duì)電器不會(huì)造成有害影響。2傾斜15度時(shí)仍可防止滴水侵入當(dāng)燈具由垂直傾斜至15度時(shí)，滴水對(duì)電器不會(huì)造成有害影響。3防止噴灑的水侵入防雨，或防止與垂直的夾角小于60度的方向所噴灑的水進(jìn)入電器造成損害。4防止飛濺的水侵入防止各方向飛濺而來(lái)的水進(jìn)入電器造成損害。5防止噴射的水侵入防止各自各方向由噴嘴射出的水進(jìn)入電器造成損害。6防止大浪的侵入裝設(shè)于甲板上的電器，防止因大浪的侵襲而進(jìn)入造成損壞。7防止浸水時(shí)水的侵入電器浸在水中一定時(shí)間或水壓在一定的標(biāo)準(zhǔn)以下能確保不因進(jìn)水而造成損壞。8防止沉沒(méi)時(shí)水的侵入電器無(wú)限期的沉沒(méi)在指定水壓的狀況下，能確保不因進(jìn)水而造成損壞。防護(hù)等級(jí)所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)有：國(guó)標(biāo)GB700–86和GB4208

CAN總線CAN即控制器局域網(wǎng)絡(luò),屬于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇。與一般的通信總線相比,CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。由于其良好的性能及獨(dú)特的設(shè)計(jì),CAN總線越來(lái)越受到人們的重視。它在汽車領(lǐng)域上的應(yīng)用是最廣泛的,世界上一些著名的汽車制造廠商,如BENZ(奔馳)、BMW(寶馬)、PORSCHE(保時(shí)捷)、ROLLS-ROYCE(勞斯萊斯)和JAGUAR(美洲豹)等都采用了CAN總線來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測(cè)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信。同時(shí),由于CAN總線本身的特點(diǎn),其應(yīng)用范圍目前已不再局限于汽車行業(yè),而向自動(dòng)控制、航空航天、航海、過(guò)程工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、紡織機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械及傳感器等領(lǐng)域發(fā)展。CAN已經(jīng)形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),并已被公認(rèn)為幾種最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。其典型的應(yīng)用協(xié)議有：SAEJ1939/ISO11783、CANOpen、CANaerospace、DeviceNet、NMEA2000等。CAN協(xié)議的一個(gè)最大特點(diǎn)是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)可使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)在理論上不受限制，數(shù)據(jù)塊的標(biāo)識(shí)碼可由11位或29位二進(jìn)制數(shù)組成，因此可以定義211或229個(gè)不同的數(shù)據(jù)塊，這種按數(shù)據(jù)塊編碼的方式，還可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù)，這一點(diǎn)在分布式控制系統(tǒng)中非常有用。數(shù)據(jù)段長(zhǎng)度最多為8個(gè)字節(jié)，可滿足通常工業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工作狀態(tài)及測(cè)試數(shù)據(jù)的一般要求。同時(shí)，8個(gè)字節(jié)不會(huì)占用總線時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，從而保證了通信的實(shí)時(shí)性。CAN協(xié)議采用CRC檢驗(yàn)并可提供相應(yīng)的錯(cuò)誤處理功能，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。CAN卓越的特性、極高的可靠性和獨(dú)特的設(shè)計(jì)，特別適合工業(yè)過(guò)程監(jiān)控設(shè)備的互連，因此，越來(lái)越受到工業(yè)界的重視，并已公認(rèn)為最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。

第四篇編碼器編碼器把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，前者成為碼盤，后者稱碼尺．按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對(duì)式兩類。增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào)，再把這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈沖，用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小。絕對(duì)式編碼器的每一個(gè)位置對(duì)應(yīng)一個(gè)確定的數(shù)字碼，因此它的示值只與測(cè)量的起始和終止位置有關(guān)，而與測(cè)量的中間過(guò)程無(wú)關(guān)。（REP）

旋轉(zhuǎn)增量式編碼器以轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出脈沖，通過(guò)計(jì)數(shù)設(shè)備來(lái)知道其位置，當(dāng)編碼器不動(dòng)或停電時(shí)，依靠計(jì)數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來(lái)記住位置。這樣，當(dāng)停電后，編碼器不能有任何的移動(dòng)，當(dāng)來(lái)電工作時(shí)，編碼器輸出脈沖過(guò)程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計(jì)數(shù)設(shè)備記憶的零點(diǎn)就會(huì)偏移，而且這種偏移的量是無(wú)從知道的，只有錯(cuò)誤的生產(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。

解決的方法是增加參考點(diǎn)，編碼器每經(jīng)過(guò)參考點(diǎn)，將參考位置修正進(jìn)計(jì)數(shù)設(shè)備的記憶位置。在參考點(diǎn)以前，是不能保證位置的準(zhǔn)確性的。為此，在工控中就有每次操作先找參考點(diǎn)，開(kāi)機(jī)找零等方法。

比如，打印機(jī)掃描儀的定位就是用的增量式編碼器原理，每次開(kāi)機(jī)，我們都能聽(tīng)到噼哩啪啦的一陣響，它在找參考零點(diǎn)，然后才工作。這樣的方法對(duì)有些工控項(xiàng)目比較麻煩，甚至不允許開(kāi)機(jī)找零（開(kāi)機(jī)后就要知道準(zhǔn)確位置），于是就有了絕對(duì)編碼器的出現(xiàn)。

絕對(duì)型旋轉(zhuǎn)光電編碼器，因其每一個(gè)位置絕對(duì)唯一、抗干擾、無(wú)需掉電記憶，已經(jīng)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)系統(tǒng)中的角度、長(zhǎng)度測(cè)量和定位控制。

絕對(duì)編碼器光碼盤上有許多道刻線，每道刻線依次以2線、4線、8線、16線。。。。。。編排，這樣，在編碼器的每一個(gè)位置，通過(guò)讀取每道刻線的通、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進(jìn)制編碼（格雷碼），這就稱為n位絕對(duì)編碼器。這樣的編碼器是由碼盤的機(jī)械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。

絕對(duì)編碼器由機(jī)械位置決定的每個(gè)位置的唯一性，它無(wú)需記憶，無(wú)需找參考點(diǎn)，而且不用一直計(jì)數(shù)，什么時(shí)候需要知道位置，什么時(shí)候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。

由于絕對(duì)編碼器在定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器，已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用于工控定位中。絕對(duì)型編碼器因其高精度，輸出位數(shù)較多，如仍用并行輸出，其每一位輸出信號(hào)必須確保連接很好，對(duì)于較復(fù)雜工況還要隔離，連接電纜芯數(shù)多，由此帶來(lái)諸多不便和降低可靠性，因此，絕對(duì)編碼器在多位數(shù)輸出型，一般均選用串行輸出或總線型輸出，德國(guó)生產(chǎn)的絕對(duì)型編碼器串行輸出最常用的是SSI（同步串行輸出）。

從單圈絕對(duì)式編碼器到多圈絕對(duì)式編碼器旋轉(zhuǎn)單圈絕對(duì)式編碼器，以轉(zhuǎn)動(dòng)中測(cè)量光碼盤各道刻線，以獲取唯一的編碼，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)超過(guò)360度時(shí)，編碼又回到原點(diǎn)，這樣就不符合絕對(duì)編碼唯一的原則，這樣的編碼器只能用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以內(nèi)的測(cè)量，稱為單圈絕對(duì)式編碼器。

如果要測(cè)量旋轉(zhuǎn)超過(guò)360度范圍，就要用到多圈絕對(duì)式編碼器。

編碼器生產(chǎn)廠家運(yùn)用鐘表齒輪機(jī)械的原理，當(dāng)中心碼盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)齒輪傳動(dòng)另一組碼盤（或多組齒輪，多組碼盤），在單圈編碼的基礎(chǔ)上再增加圈數(shù)的編碼，以擴(kuò)大編碼器的測(cè)量范圍，這樣的絕對(duì)編碼器就稱為多圈式絕對(duì)編碼器，它同樣是由機(jī)械位置確定編碼，每個(gè)位置編碼唯一不重復(fù)，而無(wú)需記憶。

多圈編碼器另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于測(cè)量范圍大，實(shí)際使用往往富裕較多，這樣在安裝時(shí)不必要費(fèi)勁找零點(diǎn)，將某一中間位置作為起始點(diǎn)就可以了，而大大簡(jiǎn)化了安裝調(diào)試難度。

多圈式絕對(duì)編碼器在長(zhǎng)度定位方面的優(yōu)勢(shì)明顯，已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用于工控定位中。

絕對(duì)型旋轉(zhuǎn)編碼器的機(jī)械安裝使用：

絕對(duì)型旋轉(zhuǎn)編碼器的機(jī)械安裝有高速端安裝、低速端安裝、輔助機(jī)械裝置安裝等多種形式。

高速端安裝：安裝于動(dòng)力馬達(dá)轉(zhuǎn)軸端（或齒輪連接），此方法優(yōu)點(diǎn)是分辨率高，由于多圈編碼器有４０９６圈，馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)在此量程范圍內(nèi)，可充分用足量程而提高分辨率，缺點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)物體通過(guò)減速齒輪后，來(lái)回程有齒輪間隙誤差，一般用于單向高精度控制定位，例如軋鋼的輥縫控制。另外編碼器直接安裝于高速端，馬達(dá)抖動(dòng)須較小，不然易損壞編碼器。

低速端安裝：安裝于減速齒輪后，如卷?yè)P(yáng)鋼絲繩卷筒的軸端或最后一節(jié)減速齒輪軸端，此方法已無(wú)齒輪來(lái)回程間隙，測(cè)量較直接，精度較高，此方法一般測(cè)量長(zhǎng)距離定位，例如各種提升設(shè)備，送料小車定位等。第五篇高度儀我公司生產(chǎn)的WTM系列高度儀是專門用于測(cè)量、顯示和控制啟閉機(jī)、門機(jī)、吊車等起重設(shè)備開(kāi)度（高度）的自動(dòng)化測(cè)控儀器。用它可以實(shí)現(xiàn)起重設(shè)備開(kāi)度（高度）指示數(shù)字化及控制自動(dòng)化，是起重設(shè)備不可缺少的現(xiàn)代化設(shè)備。下面來(lái)簡(jiǎn)單介紹下該系列儀表設(shè)備的用途:主要用于閘門的開(kāi)度（包括直門與弧形門）及各種位移的測(cè)量，顯示，及控制，達(dá)到工業(yè)自動(dòng)一體化的目的設(shè)備的構(gòu)成:整套儀表由主機(jī)儀表和高度傳感器（即編碼器）構(gòu)成。主機(jī)儀表與高度編碼器由專用屏蔽信號(hào)線纜連接。主機(jī)儀表:目前我公司高度儀共有2個(gè)型號(hào)，WTG-A與WTG-B型。特點(diǎn)：融電子技術(shù)，微電腦技術(shù)為一體，并按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)自主開(kāi)發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單可根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)情況設(shè)定各極限控制點(diǎn)測(cè)量范圍：0——99。99米，顯示精度為0。01米（1CM)可配置4—20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬量輸出及RS485通訊編碼器是一個(gè)什么樣的設(shè)備：編碼器是將信號(hào)或數(shù)據(jù)進(jìn)行編制、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲(chǔ)的信號(hào)形式的設(shè)備。編碼器的分類按照工作原理編碼器可分為增量型和絕對(duì)型兩類。增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào)，再把這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈沖，用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小。絕對(duì)式編碼器的每一個(gè)位置對(duì)應(yīng)一個(gè)確定的數(shù)字碼，因此它的示值只與測(cè)量的起始和終止位置有關(guān)，而與測(cè)量的中間過(guò)程無(wú)關(guān)。這也是絕對(duì)型編碼器比增量型編碼器性能更穩(wěn)定，精確度更高，抗干擾能力更強(qiáng)，無(wú)需掉電記憶的原因。這一點(diǎn)我們下面馬上就會(huì)講到。增量型編碼器與絕對(duì)型編碼器的區(qū)別增量型編碼器在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出脈沖，通過(guò)儀表讀取來(lái)知道當(dāng)前位置，當(dāng)編碼器不動(dòng)或停電時(shí)，通過(guò)儀表的內(nèi)部記憶來(lái)記住位置。這樣，當(dāng)停電后，編碼器不能有任何的移動(dòng)，當(dāng)來(lái)電工作時(shí)，編碼器輸出脈沖過(guò)程中，也不能丟失脈沖，不然，計(jì)數(shù)設(shè)備記憶點(diǎn)就會(huì)偏移，而且這種偏移的多少是無(wú)從知道的，只有比較數(shù)據(jù)后才能知道。絕對(duì)編碼器光碼盤上有許多道刻線，每道刻線依次以2線、4線、8線、16線。。。。。。編排，這樣，在編碼器的每一個(gè)位置，通過(guò)讀取每道刻線的通、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進(jìn)制編碼（格雷碼），這就稱為n位絕對(duì)編碼器。這樣的編碼器是由碼盤的機(jī)械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。絕對(duì)編碼器一般均選用串行輸出或總線型輸出，絕對(duì)型編碼器串行輸出最常用的是SSI（同步串行輸出）。單圈與多圈編碼器單圈編碼器就是指編碼器在工作360°以后又回到原點(diǎn)重新開(kāi)始記錄，所以對(duì)測(cè)量的量程有所限制。多圈編碼器就是當(dāng)中心碼盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)齒輪傳動(dòng)另一組碼盤（或多組齒輪，多組碼盤），在單圈編碼的基礎(chǔ)上再增加圈數(shù)的編碼，以擴(kuò)大編碼器的測(cè)量范圍，這樣的絕對(duì)編碼器就稱為多圈式絕對(duì)編碼器，多圈編碼器的測(cè)量范圍大，并且點(diǎn)數(shù)會(huì)有很多富余，因此在調(diào)試或者安裝時(shí)不用對(duì)零位，安裝調(diào)試都非常方便?？偨Y(jié)：從以上說(shuō)明可以看出簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在開(kāi)度儀上，編碼器實(shí)際上就是一個(gè)記錄位移的設(shè)備，并把相應(yīng)的唯一通過(guò)特定的方式傳輸；絕對(duì)型編碼器的每個(gè)點(diǎn)是唯一的，所以它不受停電，干擾的影響，并由于分辨率（每圈有2的N次方點(diǎn)）非常高，所以測(cè)量的精度也大大提高；絕對(duì)型編碼器輸出分并行輸出與串行輸出，并行輸出接線比較多，遇到工況復(fù)雜的時(shí)候，還需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行隔離，有時(shí)候不太方便，所以，一般選用同步串行輸出（SSI）。絕對(duì)型編碼器的分辨率以我公司使用的丹麥斯堪納SAG-WT-1213-C100-CRW型號(hào)的絕對(duì)型編碼器為例，該編碼器為串行格雷碼輸出，有效圈數(shù)為212共計(jì)4096圈，單圈點(diǎn)數(shù)為213共計(jì)8192個(gè)點(diǎn)，這樣，編碼器就有個(gè)獨(dú)立點(diǎn)用于測(cè)試。那為什么說(shuō)絕對(duì)型編碼器的精度高呢？我的計(jì)算公式為：?jiǎn)稳Ω叨取聠稳傸c(diǎn)數(shù)；很明顯，單圈點(diǎn)數(shù)決定精度，打個(gè)比方說(shuō)，一個(gè)直徑為2米的卷筒，其周長(zhǎng)為直徑×3.14=6.28米；那么卷筒轉(zhuǎn)一圈，編碼器也隨著卷筒轉(zhuǎn)一圈，如果編碼器為4095個(gè)點(diǎn)，則精度為6.28米÷4095=0.001533米=1.533毫米；如果編碼器一圈有8192個(gè)點(diǎn)，則精度為6.28米÷8192=0.0007666米=0.766毫米；比較后可以得出點(diǎn)數(shù)越多的編碼器分辨率更高，測(cè)量的精度也相應(yīng)提高。下面是我公司主要使用的編碼器丹麥斯堪納（SAG）絕對(duì)型編碼器該編碼器